液压泵作为液压系统的动力源,其泄漏约占液压系统总泄漏量的7.5%,液压泵的泄漏不仅影响泵的容积效率、降低泵的工作寿命、造成资源的浪费、甚至还造成环境污染,因此液压泵的防泄漏问题尤为重要。气穴现象是诱发液压元件噪声最普遍、最主要的原因之一,它会使液压泵的效率降低、损坏零件、缩短液压元件和管道的寿命、造成流量和压力的脉动。因此,为了设计低泄漏、低气穴的液压泵,研究液压泵的密封和气穴问题非常重要。论文的主要内容如下：第1章,阐述了本课题研究的目的和意义；分别概述了柱塞泵的密封和气穴问题的研究现状；对流固耦合技术和多相流理论及其在课题中的应用也分别做了简单的概括。第2章,对单柱塞泵往复密封的流固耦合数值模拟所涉及到的液压柱塞往复密封理论以及气穴流场数值模拟中所涉及到的气泡动力学理论做了简要的介绍。第3章,对单柱塞泵往复密封这种典型的流固耦合问题,运用ANSYS Workbench和CFX软件进行联合仿真,得出不同压力下密封间隙的压力分布、泄漏量、密封间隙的径向位移分布等结论。在实验方面,采用了无0型密封圈和有0型密封圈两套实验装置来对比测试柱塞腔的油液泄漏量大小。将仿真和实验结果进行比较,模拟得到的柱塞腔的泄漏量与实验得到的泄漏量比较吻合,表明该流固耦合的仿真模型是有效的。第4章,针对单柱塞泵工作容腔的气穴现象,运用Fluent软件对柱塞泵工作容腔的气穴流场进行了数值模拟,采用了非平衡壁面函数的K-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型,得出了不同阀口开度和入口速度下柱塞泵工作容腔的气穴流场的分布规律。在实验方面,采用了不带补油泵和带补油泵两套实验装置来对比测试柱塞泵工作容腔的真空度大小。将仿真和实验结果进行比较,模拟得到的柱塞泵工作容腔的真空度和实验得到的真空度比较吻合,表明非平衡壁面函数的K-ε模型和带有空化作用的多相流混合模型能够有效地预测柱塞泵工作容腔气穴流场的分布规律。第5章,对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了下一步的研究工作。